湖北武汉市第三中学2025-2026学年高一下学期4月阶段检测物理试卷

武汉三中2025级高一下学期物理4月月考试卷 一、本题共11小题,每小题4分,共44分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目 要求,第8~11题有多项符合题目要求。 1.游乐场的旋转木马是小朋友们非常喜欢的游玩项目。如图所示,一小孩坐在旋转木马上,绕中心轴在 水平面内做匀速圆周运动,圆周运动的半径为3.0m,小孩旋转5周用时1mi,则小孩做匀速圆周运动时 A.周期为0.2s B.角速度为产rad/s C.线速度为Zm/s 6 D.向心加速度为后m心 2.2022年3月,中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约400km的“天宫二号”空间站上通过 天地连线,为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到,在近地圆轨道上飞行的“天宫二号” 中,航天员可以自由地漂浮,这表明他们 A.所受地球引力的大小近似为零 B.所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零 C.所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等 D.在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小 3.1772年,法籍意大利数学家拉格朗日在论文《三体问题》中指出:两个质量相差悬殊的天体(如太阳 和地球)所在同一平面上有5个特殊点,如图中的L、L2、L、L、乙所示,人们称为拉格朗日点。若 飞行器位于这些点上,会在太阳与地球共同引力作用下,可以几乎不消耗燃料而保持与地球同步做圆周运 动。若发射一颗卫星定位于拉格朗日L点,下列说法正确的是 A。该卫星绕太阳运动周期大于地球公转周期 地球 B.该卫星在L点处于平衡状态 太阳 C.该卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度 D.该卫星在L2处所受太阳和地球引力的合力比在L处小 4.有一部关于星际大战的电影,里面有一个片段,在与地球类似的星球的“赤道”的实验室里,有一个固定 的竖直光滑圆轨道,内侧有一个小球恰能做完整的圆周运动,一侧的仪器数据显示:该运动的轨道半径为 ,最高点的速度为V。若真存在这样的星球,而且该星球的半径为R, 自转可忽略,万有引力常量为G,下列说法正确的是 A.该星球的质量为 Gr B.该星球的第一宇宙速度为迟 C。该星球的近地卫星速度为日 D.若该星球的同步卫星周期为T,则该星球的密度为P=3弧 GT 5.进入冬季后,北方的冰雪运动吸引了许多南方游客。如图为雪地转转游戏,人乘坐雪圈(人和雪圈总 质量为50kg,大小忽略不计)绕轴以2rads的角速度在水平雪地上匀速转动,已知水平杆长为2m,离地 高为2m,绳长为4m,且绳与水平杆垂直。则雪圈(含人) A.所受的合外力不变 B.所受绳子的拉力指向圆周运动的圆心 C.线速度大小为8ms D.所需向心力大小为400N 6.美国科学家通过射电望远镜观察到宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三 星系统:三颗星位于同一直线上,两颗环绕星围绕中央星在同一半径为的圆形轨道上运行.设每个星体 的质量均为M,忽略其它星体对它们的引力作用,则 R A.环绕星运动的周期为2 B.环绕星运动的线速度为 5GM 4R GM C.环绕星运动的加速度为 D.环绕星运动的角速度为 5GM R2 R3 7.(10、11、12、13、14班做)辘轳是古代民间的提水设施,由辘轳头、支架、井绳、水斗等部分构成, 如图甲所示。图乙为提水设施工作原理简化图,某次从井中取水,辘轳绕绳轮轴半径为r=0.1m,井足够 深。1=0时刻,轮轴由静止开始绕中心轴转动, o/(rad/s) 其角速度随时间变化规律如图丙所示(以水斗向上 20 运动为速度的正方向),P为轮轴边缘的一点,则 A.t=2.5s时,P点的角速度大小为10rads t/s B.t=5s时,水斗的速度大小为2ms 丙 C.t=10s时,P点的向心加速度大小为4m/s D.轮轴边缘P点的速率随时间变化的规律为v=0.2:(ms) 7.(1、2、3、4、5、6、7、8、9、15、16班做)如图甲所示,质量分别为m1、m的小木块a和b(可视为 质点)用细线相连,沿半径方向放在水平圆盘上,a、b与转轴OO'之间的距离分别为,、5若圆盘从静止 开始绕转轴OO'缓慢地加速转动,@表示圆盘转动的角速度,木块所受的摩擦力大小∫。,随圆盘角速度 的平方(o)的变化图像如图乙所示,0一对应图线的斜率为k,似~对应图线的斜率为k2,两木块与 圆盘间的动摩擦因数均为“,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度大小为8。下列说法正确的是 0.5f 0 ow a b -3f 甲 B. 1 c D. m2 02 V8 8.如图所示,a是静止在地球赤道地面上的一个物体,b是与赤道共面的某近 地卫星,c、d均为地球的卫星,其中d是地球的同步卫星,以下关于a、b、c d四者的线速度、角速度、周期,以及向心加速度的大小关系正确的是 A.va>。>v>va B.0>m>0.>0 C.T<T.<T=T D.a >a>aa>a 9.2024年10月11日10时39分,我国在东风着陆场成功回收首颗可重复使用返回式技术试验卫星 实践十九号卫星。某航天器的回收过程如图所示,回收前在半径为3R(R为地球的半径)轨道I上做匀速 圆周运动,周期为T:经过P点时启动点火装置,完成变轨后进入椭圆轨道 上 运行,近地点Q到地心的距离近似为R。下列判断正确的是 A.从P点到Q点的最短时间为257 9 B.探测器在Q点的线速度大于第一宇宙速度 C.探测器与地心连线在I轨道和 轨道的任意相等时间内扫过的面积相等 D.探测器在轨道I上经过P点时的加速度等于在轨道 上经过P点时的加速度 10.如图所示,半径为R的光滑金属圆环悬挂在竖直面内,可绕过圆心的竖直轴转动。质量为m的带孔小 球穿于环上,同时有一长为R的轻绳一端系于球上,另一端系于圆环最低点。绳能承受的最大拉力为mg, 重力加速度的大小为8。当圆环转动的角速度⊙逐渐增大时,下列说法正确的是 A.圆环角速度①等于 8时,小球受到2个力的作用 B.圆环角速度 等于 时,小球受到2个力的作用 NR C.圆环角速度 等于 g时,圆环对小球的弹力大小为5mg D.圆环角速度 足够大,小球能达到与圆环圆心等高处 11.(10、11、12、13、14班做)如图所示,有一质量为M、半径为R、密度均匀的球体,在距离球心O 为2R的P点有一质量为m的质点,M中挖去一个半径为二R的球体,设大球剩余部分对m的万有引力 为F1。若把质点m移放在空腔中心O'点,设大球的剩余部分对该质点的万有引力为F2。已知质量分布均 匀的球壳对壳内物体的引力为0,万有引力常量为G,O、O'、P三点 共线。下列说法正确的是 A.F的大小为7GMm m 36R B.F2的大小为GMm 4R2 C.若把质点m移放在0点右侧,距O点R处,大球的剩余部分对该质点的万有引力与F2相同 D.若把质点m移放在0点右侧,距0点3R处,大球的剩余部分对该质点的万有引力与F2不同 4 11.(1、2、3、4、5、6、7、8、9、15、16班做)两颗相距较远的行星A、B的半径分别为R4、Ra,距A、 B行星中心r处,各有一卫星分别围绕行星做匀速圆周运动,线速度的平方随半径r变化的关系如图甲 所示,两图线左端的纵坐标相同:卫星做匀速圆周运动的周期为T,1gT-1gr的图像如图乙所示的两平行 直线,它们的截距分别为b、bg.已知两图像数据均采用国际单位,b。一b=g√5,行星可看作质量分 布均匀的球体,忽略行星的自转和其他星球的影 个lgT 响,下列说法正确的是 行星A 行星B 行星A A.图乙中两条直线的斜率均为 b 行星B B.行星A、B的质量之比为1:3 O RB O lgRB IgRA 甲 C.行星A、B的密度之比为1:9 D.行星A、B表面的重力加速度大小之比为3:1 二、非选择题。本题共6个小题,共56分。 12.(7分)如图甲所示,小明将一小球从斜面顶端水平弹出使其做平抛运动,为了研究小球平行于斜面方 向的分运动规律,将频闪相机正对斜面拍摄,得到小球运动过程中的频闪照片,并测算出小球沿平行斜面 方向的运动距离如图乙所示,己知频闪相机的频闪频率为20Hz。 cm 频闪相机 23.06 16.81 777777 10.88 528 甲 (1)频闪照片中相邻两个位置的时间间隔为 S: (2)小明由图乙判断小球平行斜面方向的分运动为匀加速直线运动,他作出该判断的理由是 (3)由图乙可计算出小球平行斜面方向的分运动的加速度大小为 m/s2(结果保留三位有 效数字)。 13.(7分)某科技小组想验证向心力大小的表达式,实验装置如图(@)所示。 (1)本实验采用的实验方法是 力传感器只0 F A.等效法 B.放大法 (②)考虑到实验环境、测量条件等实际因素,对于这 个实验的操作,下列说法中正确的是 (填选 项前的字母)。 了 A.相同体积的小球,选择密度大一些的小球可 光电门 (4 以减小空气阻力的影响 图(a) 图b) B.应使小球的释放位置尽量高一点,使小球获得较大的初速度,减小实验误差 C.每组实验过程中力传感器的示数一直变化,小组成员应记录力传感器示数的平均值 (3)固定在悬点O处的力传感器通过长度为1的细绳连接小球,小球直径为d,悬点正下方的光电门可以 测量小球直径的挡光时间 。在细绳1和小球不变的情况下,改变小球释放的高度,获得多组数据。以力 1 传感器示数F为纵坐标、 为横坐标建立坐标系,描出多组数据点,作出如图(所示图像,图线斜率 为k,在纵轴上的截距为b。则小球的质量为 (可用d、1、k、b和重力加速度8表示) 14.(8分)长L=0.5m的轻杆,其一端连接着一个零件A,A的质量m=2kg。现让A在竖直平面内绕O点 做匀速圆周运动,如图所示。在A通过最高点时,(g=10/s2)求下列两种情况下A对杆的作用力大小 (1)当杆对零件无作用力时零件的速度大小: (2)A的速率为1ms: (3)A的速率为4ms。 15.(10分)近年来,高频率且高质量的卫星发射使得我国逐渐成为航天强国。2023年3月13号,在酒 泉卫星发射中心,长征二号丙运载火箭成功将荷鲁斯2号遥感卫星送入预定轨道。两天后,酒泉卫星发射 中心使用长征十一号运载火箭将试验十九号卫星送入预定轨道。已知遥感卫星绕地球圆周运动的轨道半径 为R1,线速度,试验十九号卫星绕地球圆周运动的周期为T2,两卫星的运行方向相同,求 (1)实验十九号卫星绕地球圆周运动的轨道半径R2: (2)己知R2>R,某时刻,两卫星以及地心恰在同一直线上。则至少经过多长时间两卫星以及地心可 以在同一直线上? 16.(10分)2023年2月,我国首颗超百G高通量卫星中星26号发射成功,开启卫星互联网新时代。如 图所示,甲、乙卫星在地球赤道面内绕地球做匀速圆周运动,甲、乙卫星之间可直接进行无线信号通讯, 由于地球遮挡甲、乙卫星之间直接通讯信号会周期性中断。己知地球的半径为R,甲卫星的轨道半径为2R, 绕地球运行的周期为T,乙卫星的轨道半径为√2R,甲、乙卫星运行方向均和地球自转方向相同。求 (1)乙卫星绕地球运行的周期: (2)在一个通讯周期内,甲、乙卫星直接通讯信号中断的时间(不计信号传输时间)。 17.(14分)(10、11、12、13、14班做)如图所示,倾角为0=53 的斜面体固定放置在水平地面上,在 斜面上固定放置一个半圆管轨道AEB,圆管的内壁光滑,半径为=O.5m,最低点A、最高点B的切线水 平,AB是半圆管轨道的直径,现让质量为m=1kg的小球(视为质点)从A点以一定的水平速度滑进圆管, 圆管的内径略大于小球的直径,重力加速度为g=10m/s2,sin53-0.8,cos530.6,管壁对小球的弹力沿 着斜面。答案可含根号,求: (1)若小球在A点的加速度大小为44m/s2,到达B点时的加速度大小为20m/s2,A、B两处管壁对 小球的弹力的大小之差: (2)若小球到达B点时与管壁无弹力作用,小球的落地点与B点间的距离: (3)若小球到达B点时受到管壁的弹力大小为4N,小球落地后平抛运动的水平位移。 B E D 17.(14分)(1、2、3、4、5、6、7、8、9、15、16班做)如图所示,从A点以=2ms的水平速度抛出 一质量m=kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方向进入固定在地面上的光滑 圆弧轨道BC,其中轨道C端切线水平,小物块通过半径R=2m光滑圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在 粗糙水平面的长木板M上,滑到C点时,对圆弧轨道C点的压力为28N,长木板的质量M=2kg,物块 与长木板之间的动摩擦因数4=0.5,长木板与地面间的动摩擦因数凸=0.1,OB与竖直方向OC间的夹角 0=60 ,取g=10m/s2,求 (1)小物块运动至B点时的速度大小和C点时的速度大小; (2)木板至少为多长时,才能保证小物块不从木板上滑出: (3)若木板足够长,求小物块滑上木板后运动的时间。 O A C 7777777777777777777777777777777777777777777 参考答案 1 5 6 8 9 10 11 0 0 D CD BD AC AC 12.(7分) (1)0.05 (2)在误差允许的范围内,相等时间间隔内相邻的位移效为定值: (3)1.30 13.(7分) ()c (2)AB 3)m=名或者m.2+ g 2d 14.(8分) 【答案】(1)√5m/s:(2)16N:(3)44N 【解析】(1)当杆对零件无作用力时,通过最高点时由重力提供向心力,由牛顿第二定律得mg=m 代入数据,解得%=√5m/s (2)当A的速率=1m5时,由于y<,=√5m/s,可知杆对零件有竖直向上的支持力,由牛顿第二定律 可得mg-R=m兰代入数据,解得R=16N (3)当A的速率g4m5时,由于%>%=√5m/5,可知杆对零件有竖直向下的拉力,由牛顿第二定律可 得mg+F=m三代入数据,解得F=4N 15.(10分) 【答案】(1) RT (2) 4 2 VT-2R 【解析】(1)由万有引力提供向心力,对逼感卫星,有G R 4x2 对试验十九号卫星,有G修=他7九,解得九 4 2 (2)从两卫星以及地心在同一直线上到再次在同一直线上的过程中有:-心,‘= RT yT3-2 R 16.(10分) 【案1r要a同- 52 2 【解析】(1)设卫足乙绕地哦运动用期为T',由开北勒第三定补,有 -,:r乌, T 2 (2)如图所示.由于地球遮挡印、乙卫之创通讯们号会周期性断,设在-…个通讯周期内,甲、乙卫 星通讯中断的时间为(,有: 由几何可知:sinc= =simA=点5 所以.a=君月=营又0=a+0,故20= 6 52 综上可得:【 12(2- 17.(14分)(10、11、12、13、14班做) 【答案】(1)40N:2)0.82m:(3)26m或2正m 5 【解桥】(1)小球在A的加速度大小为4.4g时,F-mg sin0=m 44 到达B时的加速度大小为2g时,E+mg sin0=m 20,解得F-F2=40N (2)小球到达B点时沿斜面上下侧受到的弹力刷好为0,则有m$血日=m兰 小球从8点飞出后有,水平方向2rsi血0=78码,竖直方向石= 小球的落地点与8点间的距离为L=√名+(2rsin0},解得L=0.8W巨m (3)小球到达B点受到的弹力大小为4N。 若该弹力方向沿斜面向下F+mg$i如日=m上 若该弹力方向沿斜面向上mg$i加9-F=m r 由于平抛高度一定,此两种情况下小球飞出至落地时间与(2)中相同,则水平位移 为=0= 2 2 5m,书=% 一m 5